CNC soustruh na kov: 7 nejlepších technik pro zvýšení efektivity

CNC soustruh na kov je obráběcí stroj, který kombinuje staletí starý princip rotačního soustružení s počítačovým přesným řízením, čímž se zlepšuje přesnost obrábění, opakovatelnost a produktivita na novou úroveň. Ať už jste nadšenec hledající malý soustruh na kov, majitel továrny vyhodnocující soustruhy na kov pro výrobu, nebo vedoucí technik hledající pokročilé obsluhovací dovednosti, v tomto článku se dozvíte o typech CNC soustruhů na kov a sedmi osvědčených technologiích zvyšujících efektivitu.

Typy CNC soustruhů na kov

Než se rozhodnete koupit jakýkoli CNC soustruh na kov, musíte nejprve přizpůsobit velikost a konfiguraci stroje skutečným požadavkům na zpracování.

Malý CNC soustruh na kov

Maximální rotační průměr malého kovového soustruhu je obvykle 200 ~ 350 mm a délka lože je 500 ~ 1 000 mm.

• Malá obráběcí linka pro provádění údržby a výroby prototypů
• Subdodavatelé pro drobné díly v leteckém a automobilovém průmyslu
• Výroba zbraní (zbrojářství) a zpracování součástek zbraní

Miniaturní kovový soustruh konfigurovaný jako CNC dokáže dosáhnout mnohem více funkcí než manuální obsluha, zejména při obrábění závitů (vyžaduje přesnou synchronizaci vřetena a posuvu), soustružení kuželů a obrábění kontur s více posuvy.

Průmyslový CNC soustruh na kov v plné velikosti

Průmyslové CNC soustruhy na kov sahají od soustružnických center s maximálním soustruženým průměrem 400 ~ 600 mm a vzdáleností mezi hroty 1 ~ 2 m až po těžké CNC soustruhy které dokáží zpracovávat válce, hřídele a tlakové nádoby o délce několika metrů. Mezi typické konfigurace takových strojů patří:

• Revolverová hlava s poháněnými nástroji: frézovací operace lze provádět bez opětovného upínání.
• Proti-vřeteno: kompletní opracování předního a zadního konce obrobku jedním upnutím.
• Vysokotlaký chladicí systém (HHPCS) 
• Automatický podavač tyčírealizace produkce bez světel

Doporučený CNC soustruh na kov: JIANKE Series Z Swiss Type Soustruh

Vlastnosti CNC soustruh JIANKE:

Dvouvřetenový nezávislý pohon, podporuje synchronní zpracování: vybaven dvěma nezávislými vřeteny, každé vřeteno může nezávisle provádět obráběcí operace. Dvě vřetena mohou realizovat synchronní provoz a kolaborativní obrábění obrobku, což výrazně zvyšuje efektivitu zpracování.

Standardní zarovnávací zařízení zajišťuje soustřednost vnitřních a vnějších kružnicVestavěné zarovnávací (centrovací) zařízení dokáže během obráběcího procesu v reálném čase řídit soustřednost vnitřní a vnější kružnice obrobku, čímž efektivně zajišťuje požadavky na vysoce přesné obrábění.

Flexibilní režim zpracování, přepínání jednoho/dvojitého vřetena na vyžádání: s vysokým stupněm flexibility, podle různých procesních požadavků zvolit režim zpracování s jedním nebo dvěma vřeteny, aby se přizpůsobil výrobě různých dílů.

Volitelné vodicí pouzdro/pohyblivé vodicí pouzdro, volné přizpůsobení obrobku: podpora volitelného vodicího pouzdra nebo pohyblivého vodicího pouzdra, přepínání podle charakteristik obrobku, rozšíření procesního rozsahu obráběcího stroje.

Olejem chlazené motorizované vřeteno má rovnoměrnější chlazení a stabilnější provozOlejem chlazené motorizované vřeteno má rovnoměrnější chlazení než vzduchem chlazené motorizované vřeteno; ve srovnání s mechanickým vřetenem má vyšší stabilitu a je vhodné pro dlouhodobé nepřetržité zpracování.

Motor s absolutní hodnotou, paměť při vypnutí napájení, úspora času a práceStroj je vybaven motorem absolutní hodnoty a automaticky si pamatuje počáteční polohu při zapnutí/vypnutí, takže není třeba opakovat operaci návratu do nuly, což šetří čas, je bezstarostné a snižuje nutnost ručního zásahu.

Klíčové rozdíly: CNC vs. ruční soustruh

Pochopení výše uvedených rozdílů vám pomůže určit, zda jsou pro váš pracovní postup vhodnější CNC soustruhy nebo ruční soustruhy na kov, a to ještě předtím, než si prohlédnete informace o prodeji jakéhokoli soustruhu na kov.

7 technologií CNC soustružení kovů: Komplexní zlepšení efektivity zpracování 

Následujících 7 technologií představuje přetrvávající rozdíly mezi vysoce výkonnými CNC soustruhy a běžnými závody. Každá technologie je zaměřena na specifický problém v procesu obrábění kovů na CNC soustruhu.

CSS, řezání konstantní povrchovou rychlostí

Jednou z nejvlivnějších funkcí CNC soustruhů na kov je konstantní povrchová rychlost (CSS) režim, který je G96 instrukce ve standardním G-kódu. Na rozdíl od běhu s pevnými otáčkami za minutu CSS automaticky upravuje otáčky vřetena, když kovový soustružnický nástroj je blízko středu obrobku nebo od něj vzdálen, takže řezná rychlost na špičce nástroje zůstává během celého procesu řezání konstantní.

Proč je konstantní povrchová rychlost tak důležitá? Protože to může výrazně zlepšit životnost nástroje a zajistit rovnoměrnější drsnost povrchu. A protože se vždy obrábí nejlepší řeznou rychlostí, zkracuje se i doba cyklu.

Doporučená řezná rychlost pro každý materiál (referenční počáteční hodnota, nástroj ze slinutého karbidu): 

• Měkká ocel: 120 ~ 180 m/min
• 304 nerezová ocel: 60 ~ 100 m/min
• Hliník: 300 ~ 600 m/min
• Titan: 30 ~ 60 m/min

Ujistěte se, že používáte údaje poskytnuté výrobcem kovového soustruhu a upravte je podle barvy třísky a skutečného povrchu.

Vysokotlaký přívod chladicí kapaliny (HPC)

Standardní chladicí kapalina pro zahlcení může smýt třísku a snížit celkovou teplotu, zatímco vysokotlaká chladicí kapalina (HPC, obvykle 70 ~ 150 barů) je přesně vstřikován do řezné zóny, což může odlomit třísku před jejím nahromaděním, prodloužit životnost karbidové břitové destičky 2 ~ 4krát a umožnit hlubší řez s vyšší rychlostí posuvu.

Pokud váš CNC soustruh na kov podporuje HPC, měla by být tato funkce povolena v následujících aplikacích: 

• Obtížně obrobitelné materiály (slitina titanu, slitina Inconel, kalená ocel) 
• Hluboké zapichování a upichování Hluboké zapichování a upichování
• Kritický proces odvádění třísek při vrtání dlouhých otvorů

Pro továrny, které vyhodnocují kovové soustruhy k prodeji, je HPC prioritní konfigurací při zpracování jakékoli superslitiny nebo speciální slitiny.

Optimalizace dráhy nástroje: strategie hrubování a dokončování

Efektivní programování CNC soustruhu na kov téměř vždy odděluje hrubování od dokončování, spíše než snahu o dosažení konečné velikosti v jednom nástroji.

• Hrubý průsmykVysoká rychlost posuvu (0.3 ~ 0.5 mm/ot.), velká hloubka řezu (2 ~ 5 mm), přídavek ve směru průměru 0.3 ~ 0.5 mm.
• Průjezd v polofinišu (volitelné)střední posuv (0.15 ~ 0.25 mm/ot.), hloubka řezu 0.5 ~ 1 mm, přídavek 0.05 ~ 0.1 mm.
• Dokončovací přihrávka: nízký posuv (0.05 ~ 0.1 mm/ot.), minimální hloubka řezu (0.05 ~ 0.1 mm), nový kotouč nebo speciální geometrický úhlový kotouč pro dokončování.

Výše uvedený strukturovaný přístup k používání nástrojů pro soustružení kovů prodlužuje životnost břitových destiček tím, že si vyhrazuje nové řezné hrany pro kritické dokončovací průchody a umožňuje agresivní hrubování bez rizika poškození konečného povrchu.

Poháněné nástroje a operace v ose Y

Moderní CNC soustružnické centrum vybavené poháněnými nástroji (tj. otočným frézovacím nástrojem namontovaným na revolverové hlavě) umožňuje CNC soustruhům na kov provádět frézování, vrtání, křížové vrtání a drážkování bez nutnosti přesunu obrobku do nezávislého obráběcího centra.

Výhody: 

• Eliminace nutnosti opětovného upínání: to je hlavní zdroj chyb v polohování
• Snižuje celkovou dobu cyklu a zásoby rozpracované výroby (WIP)
• Jednorázové upnutí se provádí na malém soustružnickém centru na úrovni kovového soustruhu.
• Mezi běžné operace s elektrickým nářadím na CNC soustruzích na kov patří: šestihranná ploška, ​​křížové vrtání, drážka pro pero, mimostředové frézování a frézování závitů.

TNRC, kompenzace poloměru špičky nástroje, G41/G42

Každý nůž kovového soustruhu má poloměr špičky, obvykle 0.2, 0.4, 0.8 nebo 1.2 mm. Když CNC kovové soustruhy provádějí zkosené nebo zakřivené obrábění kontury povrchu, skutečný bod řezu se bude odchylovat od programovací dráhy, pokud... kompenzace poloměru špičky nástroje (TNRC) je aktivován G41 (levá kompenzace) nebo G42 (pravá kompenzace).

Ignorování kompenzace TNRC povede k rozměrovým chybám na kuželu, poloměru a zkosení a odchylka je někdy tak velká, jako je celková hodnota poloměru hrotu. Po aktivaci kompenzace soustruh automaticky posune dráhu nástroje a vytvoří přesné geometrické tvary i na složitých konturách povrchu.

Automatizace protivřeten a zachycovačů dílů

U dílů, které je třeba opracovat na obou koncích, může CNC soustruh na kov vybavený protivřetenem upnout hotový přední povrch, automaticky obrátit obrobek a provést zadní opracování ve stejném programu, čímž zcela eliminuje druhé upínání.

Pomocí zachycovače dílů nebo dopravního pásu lze vytvořit automatický tok zpracování a soustruh lze realizovat:

• Automatické podávání z podavače tyčí (tyčový podavač) 
• Dokončete veškeré zpracování přední plochy
• Přeneste obrobek na protivřeteno
• Po dokončení čelní plochy veškerého zpracování
• Automatické vyskakování hotových dílů

U velkoobjemových kovoobráběcích soustruhů může tato jediná funkce zvýšit produktivitu na dva až třikrát více než u jednovřetenového soustruhu, který vyžaduje ruční soustružení obrobku.

Měření v průběhu procesu a adaptivní řízení

Nejpokročilejší technologií CNC soustružení kovů je rozměrové řízení s uzavřenou smyčkou: dotyková sonda nebo postprocesní měřidlo měří obrobek během obrábění nebo bezprostředně po něm a CNC řídicí jednotka automaticky upravuje ofset nástroje na základě výsledků měření. Aby se korigoval posun velikosti způsobený opotřebení nástroje, teplotní roztažnost or materiálová variace.

Výhody: 

• Podstatné snížení zmetkovitosti a přepracování
• Dosáhněte bezobslužného nočního obrábění soustruhů
• Automatická kompenzace opotřebení nástroje pro břitové destičky kovových soustruhů, využití břitových destiček v jejich skutečných limitech namísto konzervativně plánovaných intervalů výměny nástrojů
• Zajistěte záznamy o sledování dat potřebné pro dokumenty kvality na podporu neustálého zlepšování procesů.

Jak vybrat nástroj a nástrojový systém pro CNC soustruh na kov? 

Žádný CNC soustruh na kov nemůže překročit limit kapacity samotného nástroje. Výběr třídy břitových destiček:

• P-grade (modrá)ocel a litina
• třída M (žlutá)nerezová ocel a žáruvzdorná slitina
• K-grade (červená)litina, kalený materiál
• N-grade (zelená)neželezné kovy (hliník, měď, mosaz) 
• třída S (hnědá)žáruvzdorné superslitiny a titan

Pro miniaturní kovové soustruhy nebo malé kovové soustruhy v prostředí hobby nebo lehké výroby, Aloris or Dorian Systémy revolverových hlav s rychlou výměnou nástrojů mohou poskytnout dostatečnou flexibilitu za mnohem nižší cenu než systémy s plnou revolverovou hlavou.

Jak udržovat CNC soustruh na kov?

Dobře udržovaný CNC soustruh na kov může poskytovat stabilní přesnost po celá desetiletí. Hlavní úkoly údržby jsou následující: 

• Denní: kontrola a doplnění koncentrace chladicí kapaliny; čištění dopravníku třísek a třísek v pracovním prostoru; kontrola opotřebení břitu nástroje soustruhu na kov.
• Týdněmazání vodicí lišty, kuličkového šroubu a nástrojové věže dle plánu výrobce; kontrola hladiny mazacího oleje vřetena; čištění filtru
• Měsíčně: ověřte geometrickou přesnost pomocí zkušební tyče a úchylkoměru; zkontrolujte opotřebení a poškození čelistí sklíčidla
• Každý rokkomplexní audit přesnosti; výměna chladicí kapaliny; kontrola ložiska vřetena; kalibrace parametrů CNC řídicí jednotky

Ignorování mazání vodicích lišt je nejčastějším důvodem předčasné ztráty přesnosti všech soustruhů.

Závěr

Základní principy výběru CNC obráběcího stroje na kov jsou jednotné: pochopení možností stroje, výběr správného systému nástrojů pro obrábění kovů, použití osvědčených technik efektivního programování a přísná každodenní údržba.

Při vyhodnocování jakéhokoli CNC soustruhu na kov k prodeji prosím porovnejte specifikaci stroje se skutečným objemem obrobku a výrobní dávkou, upřednostněte řídicí jednotku a poprodejní servis a výběr nástroje považujte spíše za investici než za jednoduchý projekt kontroly nákladů.